文献综述
1.研究目的与意义
随着工农业的迅速发展，土壤污染已经成为当今面临的一个重要环境问题，土壤的修复方法主要有物理方法、化学方法、生物方法，并随着研究的深入，提出了联合修复方法。其中物理修复中的污染土壤的原位热处理修复技术对污染物去除具有广适性，可同时去除多种污染物，如挥发/半挥发性有机物和农药等；同时不受地下地质条件限制，可用于低渗透性的土壤和含水层；另外其具有修复周期短和修复效果好的优势，可满足我国土壤和地下水有机污染修复的需求，因此被广泛使用于各类污染场地的修复过程中[1]。目前，我国正全面推进净土保卫战，全面实施土壤污染防治行动计划，在2020年年底编制耕地土壤环境质量分类清单。由此推断，国家进一步计划可能就是针对清单，全面实行分类地的土壤管理与修复工作，即通过现代化人工技术手段，提出高修复效率、低修复成本且对土壤理化性质影响较小的修复方法，加快污染土地再利用进程，对于暂时不能修复的地块进行风险管控，以保障人体健康和促进土地资源可持续利用[2-3]。因此研究这项工作的目的与意义在于探究单一修复方法与耦合修复方法对有机物污染土壤的修复效率、设备能耗的差异，以期对后续的污染土壤的原位热处理耦合修复后土壤的可资源化利用性能评估工作有所帮助。
- 研究现状及主要观点
2.1原位热处理技术
热处理修复技术是指通过直接或间接热交换，将污染介质及其所含的有机污染物加热到足够的温度(150~540℃)，使有机污染物从污染介质挥发或分离的过程，按温度可分成低温热处理技术(土壤温度为150~315℃)和高温热处理技术(土壤温度为315~540℃)。热处理修复技术适用于处理土壤中挥发性有机物、半挥发性有机物、农药、高沸点氯代化合物，不适用于处理土壤重金属、腐蚀性有机物、活性氧化剂和还原剂等[4-5]。玻璃化修复技术是对土壤及其污染物进行1600~2000℃的高温处理，使有机物和一部分无机化合物，如硝酸盐、磷酸盐和碳酸盐等以挥发或热解的形式从土壤中去除的过程。许多因素对这一技术的应用效果产生影响，包括:埋设的导体通路(管状、堆状)；土壤水分及砾石含量；土壤加热引起的污染物向清洁土壤的迁移；易燃易爆物质的积累；土壤或污泥中可燃有机物的质量比例；加热时间与加热温度等[5]。根据热量传递与分配形势的不同，原位热处理技术可分为蒸汽/热空气注射与抽提、电阻加热、热传导加热等。
2.1.1蒸汽/热空气注射与抽提基本原理及影响因素
蒸汽/热空气注射与抽提主要是通过向地下注射蒸汽/热空气来溶解、蒸发和移动待修复污染物，然后使用蒸汽或液体抽提设备将流动的污染物从地下抽出，再用诸如冷凝缩合、空气清除、碳吸附和热氧化等传统技术进行处理。蒸汽/热空气注射可以更快地输送热量和污染物蒸汽到抽提井，从而避免污染物在移动过程中的向下流动，因此其处理的目标污染物多为VOCs、SVOCs和燃料[6-7]。蒸汽/热空气注射与抽提的适用性主要取决于土壤的渗透性、污染物所处深度、土壤类型以及污染物种类。
2.1.2电阻加热技术基本原理及影响因素
电阻加热是将电极直接安装在低渗透性土壤介质中，从而分配电流通过土壤，进而加热诸如黏土、细粒沉淀物等低渗透性土壤介质。在这个过程中，土壤孔隙中的水分起到了传导电流的作用，因此地下温度不能高于当地大气压下水的沸点（100-120℃）并且土壤不能被烘干。而一般地下温度在电阻加热2～3个月后才会达到水的沸点。如果该系统安装在地下水位以上或者低渗透性土壤中﹐加热期间需要将水注射到介于土壤和电极之间的环形空间﹐以防止毗邻电极的土壤被烘干。所安装的电极本质上可以看作是具有分配电流功能的抽提井，能够对土壤及地下水中加热蒸发的污染物进行抽提。电阻加热的目标污染物有VOCs,SVOCs和VOCs-石油混合物。电阻加热过程中，介质电阻率是影响和处理效果的主要因素[8]。
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